專利名稱：一種剩余污泥調(diào)理脫水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及剩余污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種剩余污泥調(diào)理脫水的工藝方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)社會(huì)和城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)生量在不斷增長(zhǎng)，相應(yīng)的污水處理設(shè)施的數(shù)量也隨之增加，污水處理后的副產(chǎn)物一污泥的產(chǎn)生量也越來(lái)越大。如何妥善處理處置這些源源產(chǎn)生、數(shù)量日益龐大的污泥已成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)方面亟待解決的問題。目前，國(guó)內(nèi)大部分污水處理廠的污泥脫水工藝和脫水設(shè)備只能將污泥的含水率從98%以上降至80%，無(wú)法滿足大部分污泥處置工藝對(duì)污泥低含水率的要求。污泥經(jīng)生物法處理后泥水混合液中水占絕大比例，可達(dá)99%以上。污泥中的水根據(jù)其與污泥顆粒間的作用可分為五種形態(tài)(I)自由水污泥中不受到懸浮固體顆粒作用及影響的水；(2)間隙水被包圍在污泥顆粒組織間隙和絮體空穴中的水；(3)表面吸附水主要粘附在污泥顆粒表面上的水，靠氫鍵作用在顆粒表面形成多層水分子；(4)毛細(xì)結(jié)合水靠化學(xué)鍵合 作用束縛在污泥顆粒內(nèi)部的水分，只能靠消耗一定的化學(xué)能量才能去除；(5)細(xì)胞內(nèi)部水存在于微生物細(xì)胞膜(或細(xì)胞壁)以內(nèi)的液體。常規(guī)的污泥調(diào)質(zhì)脫水方法通過(guò)混凝劑的電中和、壓縮雙電層、吸附架橋的作用將污泥絮體顆粒壓縮凝聚在一起，可以去除污泥中幾乎全部自由水、大部分間隙水和部分表面吸附水，而對(duì)剩余的通過(guò)鍵能緊密結(jié)合在污泥上的間隙水、表面吸附水、毛細(xì)結(jié)合水以及細(xì)胞內(nèi)部水(統(tǒng)稱為結(jié)合水)的去除效果很有限。結(jié)合水的存在是造成污泥含水率難以降低的主要因素。研究表明，結(jié)合水的穩(wěn)定狀態(tài)、難以去除的特性與普遍存在于污泥中的胞外聚合物(EPS)有密切關(guān)系。EPS是一種附著于細(xì)胞表面的不溶性有機(jī)物，主要由多糖、蛋白質(zhì)和核酸組成，是污泥中生物絮體的主要組成部分。EPS通過(guò)連接細(xì)胞和其他物質(zhì)以穩(wěn)定污泥的絮體結(jié)構(gòu)，并形成污泥中微生物生存的保護(hù)屏障。EPS的存在不利于污泥沉降，污泥表面胞外聚合物的濃度和性質(zhì)決定了污泥表面的電荷，當(dāng)EPS含量過(guò)高，導(dǎo)致污泥表面電負(fù)性足夠大時(shí)，由于絮體間斥力作用導(dǎo)致沉降性能惡化。絮體外層疏松結(jié)合的EPS (簡(jiǎn)稱L-EPS)與微生物細(xì)胞結(jié)合不緊密，是一種開放的疏松結(jié)構(gòu)，含結(jié)合水分多，密度小，體積大，具有流變特性，可導(dǎo)致污泥絮體體積增大，密度減小，甚至可能使污泥成為一種粘稠的膠體，削弱了污泥絮體的壓縮性。對(duì)于污泥脫水，很多學(xué)者和公司開發(fā)了化學(xué)調(diào)質(zhì)結(jié)合機(jī)械脫水的工藝，能夠?qū)⑽勰嗝撍?0%以下。申請(qǐng)?zhí)枮?01010215601. 6的專利公開了一種高含水率污泥的處理方法，含水率大于90%的污泥，pH值調(diào)整至6. 9-7. 1，加入粉煤灰13%-14%，木粉O. 9%_1%，1.2MPa壓力下保壓4h，雖然有效的降低了污泥的含水率，但是存在助劑加入量大(粉煤灰、木粉加入量相當(dāng)于污泥干重的150%)、壓濾時(shí)間長(zhǎng)的問題。申請(qǐng)?zhí)枮?01010201722. 5的專利公開了一種污泥深度脫水的調(diào)質(zhì)混凝劑，其配方為高分子絮凝劑O. 05-50w%，鐵鹽
O.3-50w%，鈣鹽O. 3-50w%，在O. 1-3. 5MPa壓力下保壓2_4h，由于高分子絮凝劑、鐵鹽的凝聚作用和鈣鹽的助凝作用不能去除污泥中EPS包含的結(jié)合水，污泥含水率僅能降低到65%。申請(qǐng)?zhí)枮?00910213745. 5的專利公開了一種污泥二次加壓脫水的方法，投加濃度大于35%的三氯化鐵的量為污泥干重的O. 3-10%，石灰顆粒投加量為污泥干重的3-150%，通過(guò)板框壓濾機(jī)進(jìn)行二次壓榨的壓力達(dá)到18-25MPa，如此高的壓力對(duì)設(shè)備的要求很高，同時(shí)運(yùn)行能耗也會(huì)大大提聞。申請(qǐng)?zhí)枮?00810198538. 2的專利采用表面活性劑十二烷基二甲基芐基氯化銨對(duì)污泥處理，可以降低污泥比阻，但是本發(fā)明人實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單一使用十二烷基二甲基芐基氯化銨雖然可以剝落部分EPS，減小結(jié)合水含量，但是存在污泥絮體顆粒變小，容易堵塞濾布濾孔，發(fā)生難以過(guò)濾和粘連濾布的情況。申請(qǐng)?zhí)枮?00810198539. 7的專利公開了一種用于污泥脫水的添加劑和脫水方法，包括重量比為污泥固含量1. 42%-2. 07%的陽(yáng)離子表面活性劑、4. 92%-10. 18%的聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺、5%-10%的食用菇采摘后的培養(yǎng)基，但是聚丙烯酰胺的使用可導(dǎo)致分散于水中的EPS重新團(tuán)聚，不利用污泥含水率的降低，同時(shí)食用菇采培養(yǎng)基種類很多，所用材料、性質(zhì)有較大差異，大大影響了其實(shí)際應(yīng)用性。EPS的存在對(duì)污泥脫水性能帶來(lái)了不良影響，脫落或水解污泥中的EPS可以有效地釋放出原本由EPS結(jié)合的水分，進(jìn)而釋放細(xì)胞內(nèi)部水，這是進(jìn)一步降低污泥含水率的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能有效剝離、水解污泥中胞外聚合物，釋放結(jié)合水，能大幅提高污泥脫水性能，降低污泥含水率的方法。本發(fā)明實(shí)施的技術(shù)方案是一種剩余污泥調(diào)理脫水的方法，具體包括如下步驟
1.待處理的含水率90%- 95%的剩余污泥，加酸調(diào)節(jié)至pH 4. O - 6. O之間，所加可為硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)、磷酸(H3PO4)、醋酸(CH3COOH)的至少一種，均為稀溶液，濃度彡1. 5mol/L ；
2.向步驟I調(diào)理后的污泥中 添加季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物，加入量為污泥干重的6.0%-8.0%，以50 - 100 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌10 - 20min ;其中，所述季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)化合物由十四烷基二甲基芐基氯化銨或十八烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨以摩爾比2:1 - 4:1配合而成；
3.向步驟2調(diào)理后的污泥中添加脫水助劑，磨細(xì)至100- 200目，加入量為污泥干重的12. 0% - 15. 0%，以300-500r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌3 - 5 min ;其中，所述脫水助劑為二氧化硅(SiO2)、硅酸鈣(CaSiO3)、硅酸三鈣(3Ca0*Si02)，硅酸二鈣(2Ca0 · SiO2)或鋁酸三鈣(3Ca0 · Al2O3);
4.向步驟3調(diào)理后的污泥中添加混凝劑，加入量為污泥干重的2.0%- 5.0%，以100-150 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌5-7 min ;其中，所述混凝劑為三氯化鐵(FeCl3)、硫酸鐵(Fe2 (SO4) 3)、氯化鋁(AlCl3)、硫酸鋁(Al2 (SO4) 3)、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)或聚合氯化鋁鐵(PAFC)；
5.步驟4調(diào)理后的污泥進(jìn)行壓濾脫水，脫水后污泥含水率降至40%- 45%。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)化學(xué)調(diào)理的方式剝離、部分水解污泥絮體上胞外聚合物，溶解微生物細(xì)胞，釋放出大量結(jié)合水，利用助劑提高污泥中水分滲透性，整體上提高了污泥脫水性能，降低了污泥含水率，縮短了脫水時(shí)間，降低了脫水成本。


圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖2為剩余污泥調(diào)理前后掃描電鏡圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明專利的技術(shù)方案及原理作進(jìn)一步具體的說(shuō)明，但并不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明的工藝流程如圖1所示。剩余污泥調(diào)理脫水的工藝步驟依次為待處理的含水率90% - 95%的剩余污泥，加酸調(diào)節(jié)至pH 4. O - 6. O之間；向污泥中添加季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物，加入量為污泥干重的6.0% - 8.0%，以50-100 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌10 -20min ;其次向污泥中添加粒徑為100 - 200目的脫水助劑，加入量為污泥干重的12. 0% -15. 0%，以300-500r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌3 - 5min ;再次向污泥中添加混凝劑，加入量為污泥干重的2. 0% - 5. 0%，以100 - 150 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌5 - 7min ;調(diào)理后的污泥進(jìn)行壓濾脫水，脫水后污泥含水率降至40% - 45%。本發(fā)明的主要技術(shù)原理是在適宜的pH值下，利用季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物剝離并酸化水解部分EPS、降解微生物，從而釋放出大量結(jié)合水以提高污泥中可脫出的水分含量，再通過(guò)脫水助劑和混凝劑的輔助作用實(shí)現(xiàn)污泥的快速脫水。在有限的液相中EPS的大量剝落會(huì)引起液相粘度增加，不利于后期脫水，因此保持足夠的液相是十分必要的，而液相過(guò)多必然導(dǎo)致藥劑使用量的加大，本發(fā)明所處理剩余污泥的適宜含水率范圍為90% - 95%。所用季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物的組合為十四烷基二甲基芐基氯化銨或十八烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨以摩爾比2:1 - 4:1配合而成的混合物。十四烷基二甲基芐基氯化銨與十八烷基二甲基芐基氯化銨性質(zhì)和作用效果基本相同，具有很好的分散、增溶、殺菌作用，可在 殺死污泥中微生物的同時(shí)將污泥絮團(tuán)分散成粒徑更小的絮體，通過(guò)增溶作用溶解并剝離污泥絮體上的EPS，釋放結(jié)合水；十六烷基三甲基氯化銨的分散、增溶作用稍弱，但其具有生物降解的特性，用于降解污泥中微生物，釋放細(xì)胞內(nèi)部水。十四烷基二甲基芐基氯化銨或十八烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨能很好的配合，協(xié)同增效。酸處理可有效地促進(jìn)有機(jī)物水解，而且pH值的變化也會(huì)使微生物細(xì)胞不能維持正常的滲透壓，發(fā)生胞溶并水解。但是，pH值的急劇變化也會(huì)導(dǎo)致污泥絮體中蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致整個(gè)污泥液相膠態(tài)化，不利于脫水。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在弱酸性條件下，季銨鹽陽(yáng)離子化合物組合調(diào)理污泥的最佳PH值范圍為4. O - 6.0。在弱酸性條件下，經(jīng)過(guò)上述季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物調(diào)理后，污泥中緊密結(jié)合的胞外聚合物(T-EPS)剝離率> 60%、疏松結(jié)合的胞外聚合物(L-EPS)剝離率> 90%，胞外聚合物水解率> 30%，結(jié)合水減少量> 70%。經(jīng)過(guò)上述步驟調(diào)理后的污泥具有剪切變稀的流變特性，粘度隨攪拌強(qiáng)度的增加而快速降低，當(dāng)攪拌強(qiáng)度>300 r/min，粘度降低趨勢(shì)變緩，粘度值趨于穩(wěn)定。采用300-500 r/min的高攪拌強(qiáng)度，可將從污泥絮體上剝落下來(lái)的EPS破碎，促進(jìn)其溶于液相中，釋放結(jié)合水，并減小污泥粘度。在高速攪拌的同時(shí)，向污泥中加入脫水助劑，脫水助劑為二氧化硅(SiO2)、硅酸鈣(CaSiO3)、硅酸三鈣(3Ca0 · SiO2)，硅酸二鈣(2Ca0 · SiO2)、鋁酸三鈣(3Ca0 · Al2O3)中的至少一種，具有無(wú)塑性、滲透系數(shù)及內(nèi)摩擦角大，粘結(jié)力小等性質(zhì)，以100-200目的微粒加入，通過(guò)攪拌均勻分布在污泥液相中。在后續(xù)的污泥混凝凝聚過(guò)程中，脫水助劑作為新的污泥混凝的內(nèi)核，使污泥形成更加緊實(shí)、體積更大的絮體，減少水分在污泥絮體中的存積，同時(shí)其無(wú)塑性、滲透系數(shù)及內(nèi)摩擦角大，粘結(jié)力小的特點(diǎn)可提高機(jī)械脫水過(guò)程中污泥中水分的滲透性。經(jīng)過(guò)上述步驟的調(diào)理，污泥絮體呈小顆粒分散在液相中，加入混凝劑使污泥重新凝聚以提高脫水速度，與常規(guī)方法中使用混凝劑處理污泥的工藝不同的是，此步驟中混凝的污泥是已經(jīng)脫除結(jié)合水的污泥顆粒，而非傳統(tǒng)方法中的混凝操作會(huì)將污泥連同附著在污泥上結(jié)合水一起凝聚，混凝劑為三氯化鐵(FeCl3)、硫酸鐵(Fe2(SO4)3)、氯化鋁(AlCl3)、硫酸鋁(Al2(SO4)3)、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)的至少一種。經(jīng)過(guò)調(diào)理后的污泥導(dǎo)入壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水，污泥濾餅含水率為40% - 45%。如圖2所示為污泥分別采用未調(diào)理/調(diào)理的方式處理，并壓濾脫水后的掃描電鏡照片，未調(diào)理污泥(圖2 (a))較為松散，包含有許多細(xì)小孔隙并呈現(xiàn)一定的骨架結(jié)構(gòu)，細(xì)胞內(nèi)部水存在于其中，在L-EPS、T-EPS的包裹下，大量水分吸附于孔狀骨架結(jié)構(gòu)中，形成毛細(xì)吸附水附著在污泥表面和間隙中，不易脫除；經(jīng)過(guò)調(diào)理后(圖2 (b))，污泥中EPS剝落溶于水中并部分水解，間隙水、表面吸附水、毛細(xì)吸附水、細(xì)胞內(nèi)部水得到釋放，以脫水助劑為核心重新凝聚的污泥絮體變得密實(shí)，減少水分在污泥絮體內(nèi)的存積，脫水助劑的高滲透系數(shù)有助于水分的濾出。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中污泥調(diào)理脫水的效果作說(shuō)明，但并不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1 :
某污水處理廠含水率90. 5%的剩余污泥200kg，加入濃度1. O mo I/L的硫酸(H2SO4)溶液調(diào)節(jié)至pH值4. 6 ;加入質(zhì)量為污泥干重6. 6%的季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物(十四烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨以摩爾比2. 5:1)，以100r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌15min ;之后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重12. 0%、粒徑150目的脫水助劑二氧化硅(SiO2)，以300r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌5 min ;再后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重2. 0%的混凝劑聚合氯化鋁(PAC)，以120r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌6. 5 min ;處理后的污泥進(jìn)行壓濾脫水，脫水后污泥含水率降至43. 6%。實(shí)施例2
某污水處理廠含水率92. 7%的剩余污泥55kg，加入濃度1. 3 mo I/L的鹽酸(HCl)溶液調(diào)節(jié)至PH值5. 3 ;加入質(zhì)量為污泥干重7. 2%的季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物(十八烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨以摩爾比4:1)，以60 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌IOmin ;之后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重14. 3%、粒徑100目的脫水助劑硅酸鈣(CaSiO3)，以500r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌3 min ;再后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重4. 4%的混凝劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)，以150 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌5min ;處理后的污泥進(jìn)行壓濾脫水，脫水后污泥含水率降至44. 9%。實(shí)施例3
某污水處理廠含水率95. 0%的剩余污泥320kg，加入濃度1. 5 mo I/L的醋酸(CH3COOH)溶液調(diào)節(jié)至pH值6. O ;加入質(zhì)量為污泥干重8. 0%的季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物(十八烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨以摩爾比3:1)，以50 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌20min ;之后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重15. 0%、粒徑200目的脫水助劑硅酸鈣(CaSiO3)，以450r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌4. 5 min ;再后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重3. 5%的混凝劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)，以lOOr/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌5. 5min ;處理后的污泥進(jìn)行壓濾脫水，脫水后污泥含水率降至40. 2%。實(shí)施例4
某污水處理廠含水率93. 8%的剩余污泥135kg，加入濃度1.1 mo I/L的磷酸(H3PO4)溶液調(diào)節(jié)至PH值4. O ;加入質(zhì)量為污泥干重6. 0%的季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物(十四烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨以摩爾比2:1)，以80r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌13 min ;之后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重13. 1%、粒徑160目的脫水助劑硅酸三鈣(3Ca0 · SiO2)，以400r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌4min ;再后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重5. 0%的硫酸鋁(Al2(SO4)3)與硫酸鐵(Fe2(SO4)3)以摩爾比1:1配合的混凝劑，以110 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌7 min ;處理后的污 泥進(jìn)行壓濾脫水，脫水后污泥含水率降至41. 7%。實(shí)施例5
某污水處理廠含水率94. 3%的剩余污泥566kg，加入濃度1. 2 mo I/L的鹽酸(HCl)與磷酸(H2SO4)以摩爾比2:1配制的溶液調(diào)節(jié)至pH值4.8 ;加入質(zhì)量為污泥干重7.5%的季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物(十八烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨以摩爾比3. 5:1 )，以90 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌17 min ;之后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重12. 6%、粒徑130目的硅酸二鈣(2Ca0 · SiO2)、鋁酸三鈣(3Ca0 · Al2O3)以質(zhì)量比3:1配合的脫水助劑，以350r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌3. 5min ;再后，向污泥中加入質(zhì)量為污泥干重2. 5%的三氯化鐵(FeCl3)與氯化鋁(AlCl3)以摩爾比2:1配合的混凝劑，以130 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌5 min ;處理后的污泥進(jìn)行壓濾脫水，脫水后污泥含水率降至42. 6%。含水率將一定量調(diào)理后污泥輸入板框壓濾機(jī)，在1. OMPa壓力下保壓至無(wú)濾液流出，然后在105°C下干燥至恒重，計(jì)算濾餅含水率。計(jì)算式如下
S泥餅童量(g) —+泥說(shuō)童置丨+g)
W含水李〖％) =---K 100
!重焦 g.)
L-EPS (疏松結(jié)合的胞外聚合物)的提取取污泥樣品，混合均勻后，量取一定體積的污泥，采用離心機(jī)，于3000rpm (離心力為1800g)下離心20min,棄除離心后的上清液,補(bǔ)充去離子水至原取樣污泥體積的1/3 (即將污泥濃縮3倍)，并攪拌均勻；量取60ml該污泥樣品，于冰水浴中采用超聲儀于21KHz、40W下作用2min ;然后采用EBA21臺(tái)式離心機(jī)，于6000rpm (離心力為4200g)下離心30min，上清液經(jīng)0. 22 μ m纖維素濾膜過(guò)濾，所得溶液即為疏松結(jié)合的EPS樣品。T-EPS (緊密結(jié)合的胞外聚合物)的提取緊密結(jié)合EPS的提取采用陽(yáng)離子交換樹脂法，具體提取與分離步驟如下將提取LEPS后離心沉降的污泥丸，用去離子水沖洗，使其重新懸浮，并將體積恢復(fù)為60ml。然后在冰水浴中采用陽(yáng)離子交換樹脂001 X 7，提取緊密結(jié)合的EPS (樹脂進(jìn)行化學(xué)清洗后洗至中性，根據(jù)濕樹脂體積與樹脂干重之間的關(guān)系，量取一定體積的濕樹脂，用真空泵抽吸濕樹脂顆粒間的間隙水然后投加到污泥中)。在該提取過(guò)程中，樹脂投加量為80g/g VSS，攪拌速率550rpm，提取時(shí)間為1.5h。然后，在真空泵抽吸作用下，用孔徑為250 μ m的尼龍篩網(wǎng)濾除樹脂顆粒。將過(guò)濾得到的污泥混合液于6000rpm下離心30min，再用O. 22 μ m的濾膜過(guò)濾，濾液即為緊密結(jié)合的EPS樣品。EPS(胞外聚合物)測(cè)定胞外聚合物包含蛋白質(zhì)、多糖、核酸，蛋白質(zhì)采用Folin-酚(Lowry)法、多糖采用蒽酮比色法、核酸采用二苯胺法測(cè)定。粘度采用Anton Paar MCR302型流變儀測(cè)定。污泥絮體粒徑采用激光粒徑分析儀測(cè)定。結(jié)合水采用TG-DSC分析儀測(cè)定結(jié)合水含量，污泥樣品以10°C/min的速率由20°C降溫至_30°C，然后再以同樣的速率升溫至20°C。通過(guò)分析在樣品冷凍、升溫過(guò)程中的放熱量、吸熱量計(jì)算出污泥中結(jié)合水的含量。計(jì)算式如下
Wb=Wt - Δ H/ Δ H0
式中，Wb為結(jié)合水含量，g/g ；ffT為總水分含量，g/g ；Δ H為樣品DSC吸熱，Δ H0為冰的標(biāo)準(zhǔn)熔化熱，334. 7kJ/kg。 原泥性質(zhì)
試驗(yàn)中所處理污泥為平均含水率93. 4%的濃縮污泥，pH值為7. 29，混合液懸浮固體濃度(MLSS)為36. 22 g/L，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)為25. 37g/L。由于十四烷基二甲基芐基氯化銨與十八烷基二甲基芐基氯化銨的性質(zhì)及在污泥調(diào)理中所起作用基本一致，下面僅以十四烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨所配合的季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物的調(diào)理效果來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。記A為十四烷基二甲基芐基氯化銨，B為十六烷基三甲基氯化銨，分別比較A: B=1:1、A: B=2:1、A: B=3:1、A: B=4:1、A: B=5:1五種配比組合對(duì)污泥的調(diào)理效果。(I) pH值、季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物配比
以O(shè). 5為間隔，在pH值2-12之間調(diào)節(jié)污泥至不同pH值，季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物投加量、脫水助劑投加量、混凝劑投加量、攪拌強(qiáng)度、攪拌時(shí)間固定在適宜值，PH值、季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物配比對(duì)污泥脫水效果影響的典型數(shù)據(jù)如表I所示。表IpH值、季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物配比對(duì)污泥濾餅含水率的影響
權(quán)利要求
1.一種剩余污泥調(diào)理脫水的方法，其特征在于，具體包括如下步驟待處理的含水率90% - 95%的剩余污泥，加酸調(diào)節(jié)至pH 4. O - 6. O之間；向步驟(I)調(diào)理后的污泥中添加季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物，混合反應(yīng)；向步驟(2)調(diào)理后的污泥中添加脫水助劑，攪拌均勻；向步驟(3)調(diào)理后的污泥中添加混凝劑，混合攪拌后機(jī)械脫水，脫水后污泥含水率降至 40% - 45%ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的所述用于調(diào)節(jié)PH值的酸，為硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸中的至少一種，濃度為< 1.5mol/L稀溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的所述季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)化合物由十四烷基二甲基芐基氯化銨或十八烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基三甲基氯化銨以摩爾比2:1 - 4:1配合而成，加入量為污泥干重的6.0% - 8.0%，以50-100 r/min 的攪拌強(qiáng)度，攪拌10 - 20min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的所述脫水助劑為二氧化硅、硅酸鈣、硅酸三鈣，硅酸二鈣、鋁酸三鈣中的至少一種，磨細(xì)至100-200目，加入量為污泥干重的12. 0%-15. 0%，以300-500r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌3_5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的所述混凝劑為三氯化鐵、硫酸鐵、氯化鋁、硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵中的至少一種，加入量為污泥干重的2. 0% - 5. 0%，以100-150 r/min的攪拌強(qiáng)度，攪拌5_7min。
全文摘要
本發(fā)明涉及剩余污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種剩余污泥調(diào)理脫水的工藝方法。該方法具體包括如下步驟待處理的含水率90%-95%的剩余污泥，加酸調(diào)節(jié)至pH4.0–6.0之間；向步驟(1)調(diào)理后的污泥中添加季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)物，混合反應(yīng)；向步驟(2)調(diào)理后的污泥中添加脫水助劑，攪拌均勻；向步驟(3)調(diào)理后的污泥中添加混凝劑，混合攪拌后機(jī)械脫水。本發(fā)明通過(guò)化學(xué)調(diào)理的方式剝離、部分水解污泥絮體上胞外聚合物，溶解微生物細(xì)胞，釋放出大量結(jié)合水，利用助劑提高污泥中水分滲透性，整體上提高了污泥脫水性能，降低了污泥含水率，縮短了脫水時(shí)間，降低了脫水成本。
文檔編號(hào)C02F11/14GK103030259SQ20131000435
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者邢奕, 洪晨, 姜長(zhǎng)祿, 余廣煒, 張坤 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)